Question

10．如圖甲所示，abcd為由金屬導體做成的框架，其平面與水平面所成角度為θ，質(zhì)量為m的導體棒PQ與ab、cd接觸良好，回路的總電阻為R，整個裝置放在垂直于框架平面的變化的磁場中，磁場的磁感應強度變化情況如圖乙所示（取磁場方向垂直框架平面向上為正），PQ始終靜止，關(guān)于PQ與ab、cd間摩擦力f在0到t₁內(nèi)變化情況的說法中，有可能正確的是（　�。�

• A． f一直減小
• B． f一直增大
• C． f先增大，后減小
• D． f先減小，后增大

Answer 1

分析 圖乙可知磁場均勻變化，根據(jù)法拉第電磁感應定律可知在線圈中產(chǎn)生恒定的感應電流，根據(jù)左手定則可知導體棒開始受到沿斜面向上逐漸減小的安培力，當B=0時，安培力為零，分析清楚安培力的情況，然后對導體棒進行正確受力分析，即可正確判斷摩擦力的變化情況．

解答 解：根據(jù)法拉第電磁感應定律和閉合電路的歐姆定律可得感應電流I=$\frac{△B}{△tR}S$，其中磁感應強度的變化率為定值，所以在線圈中產(chǎn)生恒定的感應電流，根據(jù)楞次定律可知電流方向逆時針，根據(jù)左手定則可知開始導體棒PQ受到沿導軌向上的安培力，
若開始安培力小于導體棒重力沿導軌向下的分力mgsinθ，則摩擦力為：f=mgsinθ-F_安，隨著安培力的減小，摩擦力f逐漸增大，當安培力為零時，摩擦力達到最大；
若開始安培力大于mgsinθ，則摩擦力為：f=F_安-mgsinθ，由于安培力逐漸減小，摩擦力逐漸減小，當F_安=mgsinθ時，摩擦力為零并開始反向變?yōu)椋篺=mgsinθ-F_安，f隨著安培力的減小將逐漸增大，
故AD正確、BC錯誤；
故選：AD．

點評 對于電磁感應問題研究思路常常有兩條：
一條從力的角度，重點是分析安培力作用下導體棒的平衡問題，根據(jù)平衡條件列出方程；
另一條是能量，分析涉及電磁感應現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問題，根據(jù)動能定理、功能關(guān)系等列方程求解．
正確分析清楚過程中安培力的變化是解題關(guān)鍵．